Wen Liao

Hello world在那邊？背景說明

嘉義，民雄

Disclaimer

投影片資料為作者整理資料及個人意見，沒有經過嚴謹確認，請讀者自行斟酌

目標

說明分享會中live demo時的背景知識，包含

● ABI● objdump使用方式

無法看live demo的朋友可以去看：尋找"Hello World\n"，實地操作。

先從API談起

引用Wikipedia:● Application programming interface的縮寫● 一組讓開發者開發應用程式的 routine、通訊

協定、或是工具● 使用相同的API，在不同平台上面重新編譯，應

該可以編譯成功，並且正確執行。

不懂？來個範例

不就是叫printf印出Hello World，有什麼稀奇。

你在Windows, Linux, ARM Linux, MIPS Linux上編譯都可

以印出Hello World

另外printf幹了什事？

不要忘記OS提供的服務稱為system call

仔細看看男人

$ man manThe table below shows the section numbers of the manual followed by the types of pages they contain. 1 Executable programs or shell commands 2 System calls (functions provided by the kernel)...

翻譯米糕

男人根據是依據數字編號的section來存放不同種類的手冊

● Section 1：執行檔● Section 2：System call● Section 3：函式庫● ...

那麼printf是system call嘛？

看來不是，那他是啥？

問男人，他說section 1和3都有printf，1是執行檔的手冊，所以只有3可以挑

那麼printf到底怎麼讓螢幕印出Hello World?

strace, 追蹤system call和signal的工具

使用了writesystem call

有人還記得stdout fd是1 嗎?

帶入要寫到stdout的字串

寫入12個bytes

回傳已經寫了12 bytes

印出來了嘿嘿

結論：printf是Standard I/O library提供的

API，讓使用者更方便的使用，以及實作stream增進效能。

$ man stdio # 男人萬歲！

在不同的OS搞不好沒有File descriptor，寫入的system也

許也不叫write

但是只要你或是廠商能夠把Standard I/O library移植到它的OS，printf照樣印給你看。

回到ABI

● Application Binary Interface的縮寫● 規範binary，也就是你的執行程式和函式庫

○ 呼叫函數行為

■ 機械碼執行的時候哪些暫存器放參數，哪些暫存器

放回傳值...○ Data type alignment○ System call呼叫規範○ ...

● 理想的世界○ 同樣的硬體條件和同樣的ABI，不同compiler編出來的

binary甚至在不同OS都可以互通○ 現實上...嘛。看起來太多細節需要處理，所以看運氣。

這次Demo要知道的ABI規範

● 單純就是如何傳遞參數給一個函數就好● 我的電腦是Intel 64-bit，使用的ABI是

■ System V AMD64 ABI● Calling convention

○ 正整數和指標參數傳遞順序■ RDI, RSI, RDX, RCX, …■ demo的printf最多用到兩個參數，demo的都是指標

範例：不要問我plt是啥，我還沒搞清楚那是三小

為什麼不是RSI而是ESI呢？kerker

有沒有很眼熟？比對一下上一頁

ABI規範，傳遞浮點變數數量

demo會用到的objdump指令

● objdump -d objfile○ 反組譯binary檔案

● objdump -t objfile○ 列出binary檔案的symbol table

■ 不知道symbol table？問估狗囉

● objdump -h objfile○ 列出binary的section資訊

■ 不知道section，請找我以前linker script的投影片或

文章

● objdump -s -j section名稱 objfile○ 列出section的內容　資料

補充無關的資料

● function prolog○ 函數被呼叫的時候，實際上機械碼準備的事

■ 儲存相關status■ 處理和設定call stack■ 處理要用的暫存器

● function epilogue○ 離開函數的時候，實際上機械碼準備的事

■ 恢復和設定call stack■ 恢復用過的暫存器■ 恢復前面儲存的status

來看這個函數

Function prolog

Function epilogue

呼叫puts，為何用edi？ABI規定。

為何設定0x4005e4?可以用objdump看看

打完收工，參考資料如下

● man○ 最man的男人

● API● ABI● System V AMD64 ABI● System V AMD64 ABI手冊(PDF)● Wikipedia: Function prologue

特別感謝Scott Tasi 大大的補充